La caldera, imprescindible en el vaporizado del interior de cisternas

En este post venimos a descubrirte algo que tiene un gran impacto en nuestro día a día y que muchas veces pasamos por alto. En esta ocasión queremos hablarte sobre las calderas en toda su magnitud: qué son, qué funciones tienen, qué tipos existen, cómo funcionan…¿Te interesa? ¡Conviértete en un experto en materia!

¿Qué es una caldera?

Seguramente lo primero que te viene a la cabeza cuando piensas en una caldera, es la clásica de uso doméstico que casi todo el mundo tiene en su casa. Sin embargo, existen otras de uso profesional que adquieren distinta envergadura y potencia, según su uso. En el lavado industrial, el vapor de agua es un elemento esencial del proceso. Para obtenerlo, los sistemas de lavado de vehículos cisterna necesitan incluir una caldera. Así pues, la caldera es un equipo vital para poder disponer de una instalación con 100% de capacidad de lavado.

Para ser más exactos, las calderas permiten al usuario convertir el agua a temperatura ambiente (o previamente calentada) en vapor. Gracias a un combustible (comúnmente Gas, gasoil o GLP) se obtiene la energía necesaria mediante un proceso de combustión interno. Esto hace aumentar la temperatura del agua lo suficiente como para cambiarla de fase (vapor).

¡Importante! Las calderas son equipos que deben ser legalizados y revisados por empresas especializadas y autorizadas para ello. Además, disponen de diferentes componentes que deben cambiarse anualmente con el fin de cumplir con las normativas de seguridad. Un mantenimiento correcto de las calderas previene paradas en la instalación, por lo que es un proceso de vital importancia.

¿Qué función tiene la caldera?

La caldera tiene el objetivo principal de ser la central térmica en un centro de lavado interior de cisternas. Desde la caldera se suministra tanto el vapor para los procesos que lo requieran como el aprovechamiento de la energía para calentar agua en otras fases. Todo eso se logra con la transformación del agua en vapor y manteniendo el gas a una presión constante.

En resumen, una instalación con caldera puede satisfacer varias necesidades fundamentales: desde el vaporizado directo del interior de la cisterna, el calentamiento del agua mediante intercambiadores de calor e incluso el calentamiento de producto almacenado con el objetivo de mantener unas condiciones controladas.

¿Cómo funcionan las calderas?

Antes de entrar más en materia, debes conocer los diferentes tipos de calderas de producción de vapor que pueden utilizarse en sistemas de lavado interior de cisternas.

Tipología de calderas

Dentro de las distintas tipologías de calderas, las más comunes en el sector que nos ocupa son: Acuotubuluras o Pirotubulares.

Las diferencias básicas son:

• Caldera Acuotubular: El agua circula por el interior de un haz de tubos y los humos producidos por la combustión circulan por el exterior de estos (espacio también conocido como hogar).
• Caldera Pirotubular: Los humos de la combustión circulan por el interior del haz de tubos y el agua se encuentra por el exterior.

En nuestro caso, recomendamos y nos centraremos en las de tecnología Acuotubular.

 Calderas acuotubular

La caldera trabaja mediante un proceso de combustión, el cual puede utilizar como combustible diferentes fluidos (Gas, Gasoil, GLP, etc.), dirigido por un quemador acorde a las capacidades de producción del equipo. Tras el proceso de combustión, se genera una llama que sobrecaliente el Hogar de la caldera y genera humos. Estos entran en contacto con el haz tubular dispuesto en el interior del cuerpo de la caldera.

Por dicho haz tubular, circula un flujo de agua controlado a presión el cual se calienta a medida que recorre el circuito hasta transformarse en vapor gracias al intercambio energético con los humos de la combustión. Posteriormente, el vapor producido sale de la caldera y se dirige al punto que sea necesario. Por lo contrario, los humos circulan de forma natural a través de una chimenea hasta una salida elevada.

A esta tipología de calderas o generadores de vapor, pueden ser tanto verticales como horizontales según su capacidad de producción.

Ventajas de las Calderas acuotubulares

Esta tecnología de generadores de vapor nos ofrece múltiples ventajas:

• Ofrecen una gran eficiencia energética (rendimiento térmico del 90%)
• No requiere sala de calderas (al estar engladas en Clase 1ª (según R.D. 2060/2008 de 12 de Diciembre)
• Instalación sencilla
• Diseño seguro contra explosiones por sobrecalentamiento
• Pérdidas mínimas por radiación
• Mantenimiento sencillo
• Producción prácticamente instantánea de vapor (vapor disponible en 5 minutos)
• No requiere periodos de interrupción en cuanto a necesidades de vapor

Componentes de una caldera acuotubular

Es importante saber identificar los diferentes componentes que integran la caldera. En términos generales, se pueden definir los siguientes componentes:

¡Atención! Los componentes definidos a continuación hacen referencia a una caldera acuotubular.

• Tubos de agua

En las calderas acuotubulares, tal como se ha descrito, se dispone de un haz tubular interior en el que se hace pasar el flujo de agua constante.

• Hogar

Se trata del espacio abierto que existe en el cuerpo interior de la caldera y por el que los humos calientes de la combustión calientan el haz de tubos (con agua en su interior) por contacto.

• Quemador

Central de combustión de la caldera. Este dispositivo con control electrónico hace que se produzca una chispa entre electrodos utilizando un alto voltaje y posteriormente, tras abrir el paso de combustible y aire, se produce la combustión del fluido. Dentro del quemador se encuentran componentes más específicos como las boquillas, electrodos, sistema de control o el propio cañón quemador.

• Sistema de control de nivel del agua

Con el fin de evitar riesgos para el equipo y posibles averías, el equipo incorpora un sistema de control del flujo de agua que mide el paso y la presión del agua de entrada. En caso que exista un avería en el suministro de agua, el equipo informa de dicho fallo. De este modo, este se para con el fin de no trabajar en vacío, lo que podría dañar el haz tubular interior.

• Sistema de inyección de agua

La caldera incoropora un grupo o sistema de bombeo que introduce el agua en el interior del haz de tubos de forma controlada y a una presión constante desde un depósito independiente.

• Cuerpo de la caldera

Se trata del componente principal del equipo en el que se encuentran el Hogar y el Haz de tubos.

Usos de un generador de vapor

Como se ha descrito anteriormente, una caldera acuotubular como las recomendadas por Domo Medioambiente o generador de vapor, permite el uso de vapor para múltiples aplicaciones.

En instalaciones de lavado interior de cisternas se pueden clasificar según 3 usos distintos:

Vaporizado de cisternas

En muchos procesos de lavado interior de cisternas, dadas las características del producto a lavar, es necesario realizar un vaporizado previo o en alguna fase intermedia del lavado.

El vaporizado se puede realizar directamente en el interior de la cisterna o a través del propio circuito de tubos de la misma también conocido como “duchas”.

En este caso, el vapor producido en la caldera se dirige directamente mediante un circuito de acero inoxidable a un punto de uso directo en la propia pista de lavado. En ese punto, un operario es el encargado de conectar una manguera especifica para vapor desde el punto de uso hasta la cisterna. Una vez comprobada la correcta conexión y tras las verificaciones de seguridad pertinentes, el operario puede abrir el paso de vapor y dejar que actúe durante el tiempo que sea oportuno.

Calentamiento de agua

El vapor producido en la caldera puede utilizarse también para calentar el agua que se utilizará en diferentes procesos y fases de lavado. Para ello, se puede dirigir el vapor directamente a tanques de acumulo calentando grandes volúmenes de agua o, por lo contrario, disponer de equipos específicos para calentar flujos muy concretos y controlados de agua: Intercambiadores de calor.

El intercambiador de calor es un componente de gran ayuda en instalaciones de lavado interior de cisternas, ya que permite el calentamiento de agua de forma instantánea y a una temperatura completamente controlada hasta un máximo de 95ºC. Todo este control permite que el usuario cree procesos de lavado totalmente flexibles según las necesidades que requiera en cada momento.

El equipo trabaja de un modo muy similar a las calderas acuotubulares ya descritas anteriormente. El flujo de agua en alta presión (hasta 110 bar) entra a un haz tubular interior del intercambiador de calor a temperatura ambiente gracias a un equipo de bombeo de alta presión. Por otro lado, se introduce vapor generado por la caldera en el cuerpo interior del propio intercambiador (el Hogar en lo que sería la caldera) lo cual permite calentar el agua gracias al contacto directo del vapor con el haz tubular.

Tras el intercambio térmico entre vapor y agua, se produce un proceso de condensación del vapor por la disminución de su propia temperatura. De este modo, el fondo del cuerpo del intercambiador se dispone de un sistema de recuperación de condensados lo que permite conducirlos a otros puntos y reaprovechar nuevamente la energía para posteriores procesos térmicos.

Calentamiento de cisternas

Por último, puede aprovecharse el vapor para un proceso muy común en Europa que es el calentamiento directo de cisternas. Existen ciertos productos que deben mantenerse a temperaturas constantes por diferentes motivos (facilidad en la carga o descarga en la cisterna, evitar que el producto se estropee por diferencias de temperatura, evitar condensaciones, etc.). Para ello disponen de un circuito de tubos incorporado a parte de una calorifugación del tanque completo. El vapor generado en la caldera puede aprovecharse directamente para ser introducido en dicho circuito lo que permite mantener o elevar la temperatura de la cisterna.

Cumplimiento de normativa

Esta tipología de equipos deben fabricarse según dicta la normativa Europea actual, y su instalación y puesta en marcha debe realizarse por personal especialista que garantice el funcionamiento futuro del equipo en condiciones de seguridad y productividad.

Cuidar la calidad del agua alarga la vida de la caldera

La calidad del agua utilizada en el proceso es determinante para el éxito del proceso de lavado, y también condicionará las necesidades de mantenimiento y durabilidad de la caldera. Si el agua no reúne las condiciones de calidad óptimas, la caldera no trabajará correctamente. Es más, probablemente necesitará más mantenimiento e incluso podrá tener una avería grave antes de lo habitual.

El agua contiene partículas y componentes químicos disueltos que pueden ser muy dañinos a corto plazo para la vida útil de la caldera. No obstante, no siempre se tiene en cuenta la peligrosidad para el correcto funcionamiento de la caldera de dichos componentes disueltos. Por eso, es necesario hacer hincapié en este punto para concienciar de la importancia de tratar de un modo óptimo el agua de entrada a la caldera.

Los componentes para tratarlas

Los componentes para tratarlas disueltos en agua más comunes a tratar por su afectación en el circuito interior de la caldera son las sales, sobre todo de Calcio y Magnesio. Por ese motivo, toda instalación con generador de vapor debe disponer de un descalcificador que permita un tratamiento de agua del flujo que requiera dicha instalación.

La misión principal del descalcificador es la de ablandar el agua, es decir, reducir su dureza. La dureza del agua se mide según la cantidad de sales disuelta que tenga: Cuantas más sales disueltas (tipo carbonato cálcico) lleve más dura se considera y viceversa.

Para ablandar el agua, se hace pasar por el interior de una botella con resinas que realizan un intercambio iónico absorbiendo dichos componentes y ofreciendo un agua completamente tratada. Una de las claves es que tiene una importante disminución de los elementos que le dan la dureza. El agua a utilizar en la caldera debe tener un nivel de 0ºHF (grados franceses) lo que equivale a no disponer de ninguna cantidad de sales disueltas.

Por último, también es necesario controlar la cantidad de oxígeno disuelto del agua, un elemento muy común en los procesos de oxidación de diferentes materiales. Para la eliminación del oxigeno disuelto en el agua se pueden utilizar productos químicos secuestrantes en los depósitos de acumulo del agua de proceso. También se puede elevar la temperatura del agua, proceso por el cual se elimina el oxigeno disuelto en ella.

Mantenimiento

Una de las claves para conseguir un buen mantenimiento, es que este sea realizado siempre por personal cualificado. Esto garantizará una vida útil a largo plazo, aumentando el rendimiento y su rentabilidad. Recuerda que en Domo Medioambiente realizamos cualquier tipo de mantenimiento:

• Preventivo: nos anticiparnos a futuras averías
• Correctivo: resolvemos cualquier problema o necesidad
• Analítico: analizamos y estudiamos los parámetros y seguridades

Domo Medioambiente, especialista en sistemas

Utilizar calderas de vapor de Domo Medioambiente, aporta múltiples ventajas a las instalaciones de lavado interior de cisternas. Su objetivo es ofrecer una gran variedad de soluciones tecnológicas para las necesidades más exigentes. Domo Medioambiente ofrece un amplio abanico de soluciones de lavado industrial, capaz de dar respuesta a cualquier necesidad de lavado de cisternas e isocontenedores. Tratamos tanto del interior como del exterior.

Si tu negocio necesita un sistema que aplique vapor o agua a alta temperatura o buscas un proveedor experto para actualizar cualquier instalación actual, ¡contáctanos! Como ingeniería experta en sistemas de lavado, adaptamos las soluciones de lavado ya existentes, o desarrollamos proyectos a medida. Sea como sea, ¡tenemos la solución de lavado para tu empresa!